JP5856462B2

JP5856462B2 - Torsion testing machine

Info

Publication number: JP5856462B2
Application number: JP2011269303A
Authority: JP
Inventors: 繁松本; 博至宮下; 一宏村内; 友隆坂上
Original assignee: Kokusai Keisokuki KK
Current assignee: Kokusai Keisokuki KK
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2016-02-09
Anticipated expiration: 2031-12-08
Also published as: JP2013120165A

Description

本発明は、供試体にねじり荷重を与えるねじり試験機に関する。 The present invention relates to a torsion tester that applies a torsional load to a specimen.

特許文献１には、供試体の一端を回転自在に保持する回転側保持体と、供試体の他端を回転不能に保持する固定側保持体と、回転側保持体を介して供試体にトルクを負荷するトルク負荷手段と、供試体に負荷されたトルクを検出するトルク検出器を備えたねじり試験機が開示されている。トルク検出器は、固定側保持体に設けられている。このようなねじり試験機を使用してプロペラシャフト等の動力伝達装置のねじり試験を行う場合には、動力伝達装置の入力軸を回転側保持体に保持させ、出力軸を固定側保持体に保持させて、入力軸にトルクを負荷する。そして、トルク検出器により出力軸のトルクが検出される。 In Patent Document 1, a rotating side holding body that rotatably holds one end of a specimen, a fixed side holding body that holds the other end of the specimen non-rotatably, and torque to the specimen via the rotating side holding body. And a torsion tester including a torque load means for detecting the torque and a torque detector for detecting the torque loaded on the specimen. The torque detector is provided on the fixed side holding body. When conducting a torsion test of a power transmission device such as a propeller shaft using such a torsion tester, the input shaft of the power transmission device is held by the rotating side holding body and the output shaft is held by the fixed side holding body. And torque is applied to the input shaft. Then, the torque of the output shaft is detected by the torque detector.

特開２００７−１０７９５５号公報JP 2007-107955 A

動力伝達装置の疲労特性を評価する場合には、エンジン等の動力装置の出力特性に応じたトルクを入力軸に与えて試験を行う必要があるが、特許文献１に記載される従来のねじり試験機では、入力軸のトルクを検出して制御することができない。プロペラシャフトのように入力軸と出力軸が同じ回転数で回転する（すなわち減速比が１である）動力伝達装置の場合には、入力軸と出力軸のトルクが同じ大きさとなるため、トルク検出器により検出される出力軸のトルクを制御することにより疲労特性を比較的に正確に評価することができる。しかしながら、供試体がトランスミッション等の減速比を有する動力伝達装置である場合には、入力軸と出力軸に加わるトルクが異なり、また機械損失も無視できない大きさとなるため、従来のねじり試験機では疲労特性を十分に正確に評価することができなかった。 When evaluating the fatigue characteristics of a power transmission device, it is necessary to perform a test by applying a torque corresponding to the output characteristics of a power device such as an engine to the input shaft. The machine cannot detect and control the torque of the input shaft. In the case of a power transmission device such as a propeller shaft in which the input shaft and the output shaft rotate at the same rotational speed (that is, the reduction ratio is 1), the torque of the input shaft and the output shaft is the same. The fatigue characteristics can be evaluated relatively accurately by controlling the torque of the output shaft detected by the device. However, when the specimen is a power transmission device having a reduction ratio such as a transmission, the torque applied to the input shaft and the output shaft is different and the mechanical loss is too large to ignore. The properties could not be evaluated sufficiently accurately.

本発明の実施形態によれば、供試体にねじり荷重を与えるねじり試験機が提供される。本発明の実施形態に係るねじり試験機は、供試体の一端を所定の中心軸の周りに回転駆動する駆動部を備え、駆動部は、回転部と、回転部をフレームに対して回転自在に支持する軸受部と、回転部を駆動するモータとを備え、回転部は、供試体に与えるねじり荷重を検出するトルクセンサと、回転部の一端に設けられた、供試体の一端が取り付けられるチャックと、トルクセンサとチャックとを連結する軸部とを備え、軸受部は軸部を回転自在に支持する。また、供試体の他端を固定する反力部を備える構成としてもよい。 According to the embodiment of the present invention, a torsion tester that applies a torsional load to a specimen is provided. A torsional testing machine according to an embodiment of the present invention includes a drive unit that rotationally drives one end of a specimen around a predetermined central axis, and the drive unit is rotatable with respect to the frame and the rotation unit. A bearing unit that supports the motor and a motor that drives the rotating unit. The rotating unit includes a torque sensor that detects a torsional load applied to the specimen, and a chuck that is provided at one end of the rotating part and to which one end of the specimen is attached. And a shaft portion connecting the torque sensor and the chuck, and the bearing portion rotatably supports the shaft portion. Moreover, it is good also as a structure provided with the reaction force part which fixes the other end of a test body.

この構成によれば、供試体の入力軸に加えるトルクを制御してねじり試験を行うことが可能になる。また、チャックの重量は、軸受部に支持される為、トルクセンサに加わることがない。また、トルクセンサとチャックとの間に配置された軸部が軸受部により回転自在に支持されるため、チャックに加わるトルク（すなわち供試体に与えられるねじり荷重）は、軸部を介して、殆ど損失を受けずにトルクセンサに伝達される。そのため、トルクセンサによって供試体に与えられる試験荷重を正確に検出することができる。 According to this configuration, the torsion test can be performed by controlling the torque applied to the input shaft of the specimen. Further, since the weight of the chuck is supported by the bearing portion, it does not add to the torque sensor. In addition, since the shaft portion disposed between the torque sensor and the chuck is rotatably supported by the bearing portion, the torque applied to the chuck (that is, the torsional load applied to the specimen) is hardly transmitted via the shaft portion. It is transmitted to the torque sensor without any loss. Therefore, the test load applied to the specimen by the torque sensor can be accurately detected.

モータはサーボモータであり、サーボモータの出力軸の回転を減速して、回転部の他端に伝達する減速機を備え、減速機は、その出力軸をフレームに対して回転自在に支持する軸受を備え、トルクセンサは減速機の出力軸に接続された構成としてもよい。 The motor is a servo motor, and includes a speed reducer that decelerates the rotation of the output shaft of the servo motor and transmits it to the other end of the rotating part. The speed reducer is a bearing that rotatably supports the output shaft with respect to the frame. The torque sensor may be connected to the output shaft of the speed reducer.

この構成によれば、メンテナンスが容易なサーボモータ型ねじり試験機が実現する。また、トルクセンサが両持ち梁状に回転自在に支持される為、トルクセンサには供試体に与えるトルクのみが減速機から伝えられ、大きな曲げ応力や軸荷重が加わることがなく、トルクセンサが供試体に与えられる試験荷重をより正確に検出することができる。 According to this configuration, a servo motor type torsion tester with easy maintenance is realized. In addition, since the torque sensor is rotatably supported in the form of a doubly supported beam, only the torque applied to the specimen is transmitted from the reducer to the torque sensor, so that no large bending stress or axial load is applied, and the torque sensor The test load applied to the specimen can be detected more accurately.

モータは回転部を反転駆動するように構成され、一端が回転部に固定され、他端が固定部に固定された、トルクセンサの信号を伝送するケーブルと、回転部の回転に伴って移動するケーブルをガイドするケーブルガイド部と、を備え、ケーブルガイド部は、回転部に同軸に設けられた円柱面状の外周面と、一端が外周面に固定され、他端が回転部の中心軸の略直下において固定部に固定され、中空部内にケーブルが収容されたケーブル保護管と、フレームに固定され、外周面と略同軸に対向して形成された、中心軸の周りに中心軸の略直下（０度）から＋９０度までの角度範囲に延びる曲面である第１のガイド面とを備え、ケーブル保護管は、中心軸と平行な軸周りにのみ、最小許容曲げ径以上の径で屈曲自在に構成され、外周面と第１のガイド面との間隔は、ケーブル保護管を所定の最小許容曲げ径で屈曲させた時のケーブル保護管の外径と略同じ寸法に設定されており、ケーブル保護管の一部は外周面と第１のガイド面との間に架空され、架空された一部が略最小許容曲げ径にて略１８０度屈曲した構成としてもよい。 The motor is configured to reversely drive the rotating unit, one end is fixed to the rotating unit, the other end is fixed to the fixing unit, and the cable that transmits a torque sensor signal moves with the rotation of the rotating unit. A cable guide portion for guiding the cable, the cable guide portion having a cylindrical outer peripheral surface provided coaxially with the rotating portion, one end fixed to the outer peripheral surface, and the other end of the central axis of the rotating portion. A cable protection tube that is fixed to a fixed portion almost directly below and a cable is accommodated in a hollow portion, and is fixed to a frame and is formed substantially opposite to the outer peripheral surface so as to be substantially coaxial. The cable protection tube can be bent with a diameter equal to or larger than the minimum allowable bending diameter only around an axis parallel to the central axis. The first guide surface is a curved surface extending in an angle range from (0 degrees) to +90 degrees. The outer peripheral surface and the first gas The distance from the cable surface is set to be approximately the same as the outer diameter of the cable protection tube when the cable protection tube is bent at a predetermined minimum allowable bending diameter. It is good also as a structure which is imaginary between one guide surface and bent about 180 degree | times with the substantially minimum allowable bending diameter.

この構成によれば、ケーブルを収容したケーブル保護管が不要な移動の自由度を持たない為、ケーブル及びケーブル保護管の自由な揺動に伴って生じる力がトルクセンサに与えられることがなく、ねじり荷重の検出誤差を低減することができる。また、ケーブル保護管の振動による騒音の発生や、ケーブル保護管とフレームや試験機本体との衝突、或いはケーブル保護管同士の衝突による騒音の発生や装置の破損が防止される。 According to this configuration, since the cable protection tube that accommodates the cable does not have an unnecessary degree of movement, the torque sensor is free from the force generated by the free swinging of the cable and the cable protection tube. Torsional load detection error can be reduced. Further, generation of noise due to vibration of the cable protection tube, collision between the cable protection tube and the frame or the tester main body, or generation of noise due to collision between the cable protection tubes or damage to the apparatus can be prevented.

また、ケーブルガイド部は、フレームに固定され、外周面と略同軸に対向して形成された、中心軸の周りに中心軸の略直下（０度）から−９０度までの角度範囲に延びる曲面である第２のガイド面を備え、外周面と第２のガイド面との間隔は、ケーブル保護管を外周面に巻き付けたときの、外周面の半径方向におけるケーブル保護管の外寸と略同じ大きさに設定されている構成としてもよい。 The cable guide portion is fixed to the frame and is formed so as to face the outer peripheral surface substantially coaxially and extends around the central axis and extends in an angular range from approximately directly below the central axis (0 degrees) to -90 degrees. The distance between the outer peripheral surface and the second guide surface is substantially the same as the outer dimension of the cable protective tube in the radial direction of the outer peripheral surface when the cable protective tube is wound around the outer peripheral surface. It is good also as a structure set to the magnitude | size.

この構成によれば、ケーブル保護管が外周面の下面から離れて揺動することが抑制される為、ねじり荷重の検出誤差が低減されると共に、ケーブル保護管の振動による騒音の発生や、ケーブル保護管とフレームや試験機本体との衝突、或いはケーブル保護管同士の衝突による騒音の発生や装置の破損が防止される。 According to this configuration, since the cable protection tube is restrained from swinging away from the lower surface of the outer peripheral surface, the detection error of the torsional load is reduced, the generation of noise due to the vibration of the cable protection tube, and the cable Generation of noise and damage to the apparatus due to collision between the protective tube and the frame or the tester main body or collision between the cable protective tubes are prevented.

また、第２のガイド面の下端から、ケーブル保護管を最小許容曲げ径で屈曲させた時のケーブル保護管の内周面と略同じ曲率で下方に１８０度延びる第３のガイド面を備える構成としてもよい。 Further, a configuration in which a third guide surface extending downward 180 degrees with substantially the same curvature as the inner peripheral surface of the cable protection tube when the cable protection tube is bent at the minimum allowable bending diameter from the lower end of the second guide surface is provided. It is good.

また、本発明の実施形態によれば、モータの駆動力によって供試体にねじり荷重を与えるねじり試験機が提供される。本発明の実施形態に係るねじり試験機は、軸受によってフレームに対して回転自在に支持された第１軸と、第１軸を介してモータに連結された、ねじり荷重を計測するトルクセンサと、軸受によってフレームに対して回転自在に支持された第２軸と、第２軸を介してトルクセンサに連結された、供試体の一端が取り付けられるチャックと、を備える。 Moreover, according to the embodiment of the present invention, a torsion testing machine is provided that applies a torsional load to the specimen by the driving force of the motor. A torsion tester according to an embodiment of the present invention includes a first shaft that is rotatably supported by a bearing with respect to a frame, a torque sensor that is connected to a motor via the first shaft, and that measures a torsion load. A second shaft rotatably supported with respect to the frame by a bearing; and a chuck connected to a torque sensor via the second shaft and to which one end of the specimen is attached.

本発明の実施形態の構成によれば、供試体の入力軸に加えるトルクを測定可能なねじり試験を行うことが可能になる。 According to the configuration of the embodiment of the present invention, it is possible to perform a torsion test capable of measuring the torque applied to the input shaft of the specimen.

図１は、本発明の第１実施形態のねじり試験機の側面図である。FIG. 1 is a side view of a torsion tester according to a first embodiment of the present invention. 図２は、本発明の第１実施形態のねじり試験機の反力部の正面図である。FIG. 2 is a front view of the reaction force portion of the torsion tester according to the first embodiment of the present invention. 図３は、本発明の第１実施形態のねじり試験機の反力部の側面図である。FIG. 3 is a side view of the reaction force portion of the torsion tester according to the first embodiment of the present invention. 図４は、本発明の第１実施形態のねじり試験機の、反力部の浮上機構（ロック機構）周辺の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the vicinity of the floating mechanism (lock mechanism) of the reaction force portion of the torsion tester according to the first embodiment of the present invention. 図５は、本発明の第２実施形態のねじり試験機の駆動部の側面図である。FIG. 5 is a side view of the drive unit of the torsion tester according to the second embodiment of the present invention. 図６は、図５のＡ−Ａ矢視図である。FIG. 6 is an AA arrow view of FIG.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態のねじり試験機１００の側面図である。本実施形態のねじり試験機１００は、自動車のトランスミッションユニット等、入力軸と出力軸が同軸上に配置されていない供試体のねじり試験に適した試験装置である。例えば、ねじり試験機１００を使用して、供試体に往復ねじり荷重を加える耐久試験（疲労試験）を行うことができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a torsion tester 100 according to the first embodiment of the present invention. The torsion tester 100 of the present embodiment is a test apparatus suitable for a torsion test of a specimen in which an input shaft and an output shaft are not coaxially arranged, such as an automobile transmission unit. For example, an endurance test (fatigue test) in which a reciprocating torsional load is applied to the specimen can be performed using the torsion tester 100.

ねじり試験機１００は、ベース１１０の上に駆動部１２０、反力部１３０、及びカバー１４０が配置された構造となっている。駆動部１２０及び反力部１３０には、チャック１２１及び１３１（図２）がそれぞれ対向して設けられており、ねじり試験は、供試体の入力軸及び出力軸をチャック１２１及び１３１にそれぞれ固定した状態で行われる。なお、以下の説明においては、ねじり試験の軸方向（図１における左右方向）をＸ軸方向、Ｘ軸と直交する水平方向（図１における紙面に垂直な方向）をＹ軸方向、鉛直方向（図１における上下方向）をＺ軸方向と定義する。 The torsion tester 100 has a structure in which a drive unit 120, a reaction force unit 130, and a cover 140 are arranged on a base 110. Chuck 121 and 131 (FIG. 2) are provided oppositely to the drive unit 120 and the reaction force unit 130, respectively, and in the torsion test, the input shaft and output shaft of the specimen were fixed to the chucks 121 and 131, respectively. Done in state. In the following description, the axial direction of the torsion test (the left-right direction in FIG. 1) is the X-axis direction, the horizontal direction perpendicular to the X-axis (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1) is the Y-axis direction, and the vertical direction ( The vertical direction in FIG. 1 is defined as the Z-axis direction.

カバー１４０は、ねじり試験時に供試体の潤滑油や破損した供試体の破片等が装置外部に飛散しないように、駆動部１２０から反力部１３０にかけてねじり試験機１００の主要部を覆う、開閉式の覆いである。図１に示されるように、カバー１４０は、互いに大きさが異なり、それぞれＸ軸方向に移動可能な、３段のアーチ状の可動カバーユニット１４１〜１４３から構成されている。可動カバーユニット１４１、１４２及び１４３は、この順でＹ軸及びＺ軸方向寸法が徐々に大きくなるように作られており、供試体をねじり試験機１００に取り付ける（又は取り外す）際は、可動カバーユニット１４３をＸ軸正方向（図１において右方向）に移動することにより、可動カバーユニット１４１及び１４２が可動カバーユニット１４３内に入れ子式に収容されるようになっている。 The cover 140 is an open / close-type cover that covers the main part of the torsion tester 100 from the drive unit 120 to the reaction force unit 130 so that the lubricating oil of the test sample and broken pieces of the test sample are not scattered outside the apparatus during the torsion test. It is a cover of. As shown in FIG. 1, the cover 140 includes three arch-shaped movable cover units 141 to 143 that are different in size and are movable in the X-axis direction. The movable cover units 141, 142, and 143 are made so that the dimensions in the Y-axis and Z-axis directions gradually increase in this order. When the specimen is attached to (or removed from) the torsion tester 100, By moving the unit 143 in the positive X-axis direction (rightward in FIG. 1), the movable cover units 141 and 142 are accommodated in the movable cover unit 143 in a nested manner.

チャック１２１は、トルクセンサ１２３及び減速機１２４を介してサーボモータ１２２の出力軸（不図示）に接続されている。サーボモータ１２２の出力軸の回転運動は、減速機１２４によって減速された上でチャック１２１に伝達され、その結果、チャック１２１はＸ軸と平行な軸周りに回転する。一方、反力部１３０のチャック１３１（図２）は、ねじり試験を行うときは、移動しないようにロックされる。そのため、駆動部１２０と反力部１３０に供試体の入力軸と出力軸がそれぞれ固定された状態でサーボモータ１２２を駆動させることによって、供試体にねじり荷重を加えることができる。供試体に加えられるねじり荷重は、トルクセンサ１２３によって計測される。 The chuck 121 is connected to an output shaft (not shown) of the servo motor 122 via a torque sensor 123 and a speed reducer 124. The rotational motion of the output shaft of the servo motor 122 is transmitted to the chuck 121 after being decelerated by the speed reducer 124. As a result, the chuck 121 rotates around an axis parallel to the X axis. On the other hand, the chuck 131 (FIG. 2) of the reaction force portion 130 is locked so as not to move when the torsion test is performed. Therefore, a torsional load can be applied to the specimen by driving the servo motor 122 in a state where the input shaft and the output shaft of the specimen are fixed to the drive unit 120 and the reaction force part 130, respectively. The torsional load applied to the specimen is measured by the torque sensor 123.

本実施形態のねじり試験機１００は、入出力軸の相対的な配置が異なる様々な仕様のトランスミッションユニットのねじり試験を行うことができるよう、チャック１３１の位置を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に調整可能になっている。このような調整を可能にするために、ねじり試験機１００は、チャック１３１の位置をＹ軸及びＺ軸方向に移動するチャック移動機構と、チャック１３１が設けられた反力部１３０の位置をＸ軸方向に移動する反力部移動機構を備えている。 The torsion tester 100 according to the present embodiment positions the chuck 131 at the X axis, the Y axis, and the Z axis so that a torsion test can be performed on transmission units having various specifications with different relative arrangements of input and output shafts. The direction can be adjusted. In order to enable such adjustment, the torsion testing machine 100 determines the position of the chuck 131 that moves the position of the chuck 131 in the Y-axis and Z-axis directions and the position of the reaction force portion 130 provided with the chuck 131 as X. A reaction force moving mechanism that moves in the axial direction is provided.

次に、チャック移動機構について説明する。図２は反力部１３０を駆動部１２０側から（すなわちＸ軸負方向に）見た正面図であり、図３は反力部１３０をＹ軸負方向に見た側面図である。図１〜図３に示されるように、反力部１３０は、ねじり試験機１００のベース１１０上に配置された第１ベースプレート１３２ａと、Ｘ軸と垂直に配置されて第１ベースプレート１３２ａ上に固定された第２ベースプレート１３２ｂとを備える。 Next, the chuck moving mechanism will be described. FIG. 2 is a front view of the reaction force portion 130 as viewed from the drive portion 120 side (that is, in the X-axis negative direction), and FIG. 3 is a side view of the reaction force portion 130 as viewed in the Y-axis negative direction. As shown in FIGS. 1 to 3, the reaction force unit 130 is fixed on the first base plate 132 a that is disposed perpendicular to the X axis and the first base plate 132 a that is disposed on the base 110 of the torsion tester 100. Second base plate 132b.

第２ベースプレート１３２ｂの駆動部１２０と対向する面におけるＺ軸方向両端部には、Ｙ軸方向に延びる一対のレール１３２ｃが取り付けられている。第１可動プレート１３３は、一対のレール１３２ｃに挟まれて、レール１３２ｃに沿ってＹ軸方向にスライド可能に保持されている。また、図３に示されるように、各レール１３２ｃのＸ軸正方向の端部（第２ベースプレート１３２ｂに対する遠位端）には、一対のレール１３２ｃが対向する方向（Ｚ軸方向）に突出するフランジ部１３２ｆが設けられ、横断面がＬ字状に形成されている。また、第１可動プレート１３３のＺ軸方向両端には、第２ベースプレート１３２ｂに沿ってＺ軸方向に突出する一対のフランジ部１３３ｆが形成されている。第１可動プレート１３３のフランジ部１３３ｆは、第２ベースプレート１３２ｂと各レール１３２ｃとで囲まれて形成された凹部に略隙間無く差し込まれており、第１可動プレート１３３は、各レール１３２ｃのフランジ部１３２ｆによって、一対のレール１３２ｃで挟み込まれた状態から離脱しないように保持されている。 A pair of rails 132c extending in the Y-axis direction are attached to both ends of the second base plate 132b facing the drive unit 120 in the Z-axis direction. The first movable plate 133 is sandwiched between a pair of rails 132c and is held so as to be slidable in the Y-axis direction along the rails 132c. Further, as shown in FIG. 3, the end of each rail 132c in the positive X-axis direction (distal end with respect to the second base plate 132b) protrudes in the direction in which the pair of rails 132c face (Z-axis direction). A flange portion 132f is provided, and the cross section is formed in an L shape. In addition, a pair of flange portions 133f that protrude in the Z-axis direction along the second base plate 132b are formed at both ends of the first movable plate 133 in the Z-axis direction. The flange portion 133f of the first movable plate 133 is inserted into a concave portion formed by being surrounded by the second base plate 132b and each rail 132c without a substantial gap, and the first movable plate 133 is inserted into the flange portion of each rail 132c. By 132f, it is hold | maintained so that it may not detach | leave from the state pinched by the pair of rails 132c.

また、第２ベースプレート１３２ｂには、Ｙ軸方向に延びる複数の溝１３２ｅが形成されている。溝１３２ｅは、底部において溝幅が広く形成され、略Ｔ字状の横断面形状を有している。溝１３２ｅには、矩形状のフランジ部１３２ｇが形成され、略Ｔ字状の縦断面を有する角ナット１３２ｎが差し込まれている。角ナット１３２ｎは、溝１３２ｅ内でＹ軸方向のみに移動自在に保持されている。また、角ナット１３２ｎのフランジ部１３２ｏにおける対角線の長さは、フランジ部１３２ｏが収容される溝１３２ｅの幅よりも長く、角ナットは溝１３２ｅ内で回転できないようになっている。また、第１可動プレート１３３の溝１３２ｅと対応する位置には、複数の貫通孔１３３ａが設けられている。ねじり試験を行う際には、貫通孔１３３ａに通したボルトＢ１を角ナット１３２ｎに捻じ込み、ボルトＢ１と角ナット１３２ｎとの間で第１可動プレート１３３と第２ベースプレート１３２ｂとを締め付けることにより、第１可動プレート１３３が第２ベースプレート１３２ｂに対して強く固定され、第１可動プレート１３３がＹ軸方向に動かないようにロックされる。また、ボルトと角ナットによる締め付けを緩めることにより、ボルトを角ナットに係合させたまま第１可動プレート１３３をＹ軸方向に移動可能となっている。 The second base plate 132b is formed with a plurality of grooves 132e extending in the Y-axis direction. The groove 132e has a wide groove width at the bottom and has a substantially T-shaped cross-sectional shape. A rectangular flange portion 132g is formed in the groove 132e, and a square nut 132n having a substantially T-shaped longitudinal section is inserted. The square nut 132n is held movably only in the Y-axis direction in the groove 132e. Further, the length of the diagonal line in the flange portion 132o of the square nut 132n is longer than the width of the groove 132e in which the flange portion 132o is accommodated, and the square nut cannot be rotated in the groove 132e. A plurality of through holes 133a are provided at positions corresponding to the grooves 132e of the first movable plate 133. When performing the torsion test, the bolt B1 passed through the through hole 133a is screwed into the square nut 132n, and the first movable plate 133 and the second base plate 132b are tightened between the bolt B1 and the square nut 132n, The first movable plate 133 is firmly fixed to the second base plate 132b, and the first movable plate 133 is locked so as not to move in the Y-axis direction. Further, by loosening the bolt and the square nut, the first movable plate 133 can be moved in the Y-axis direction while the bolt is engaged with the square nut.

第１可動プレート１３３は、送りねじ１３３ｂとナット１３３ｃから構成される送りねじ機構によって水平方向に駆動される。送りねじ１３３ｂは、その軸をＹ軸方向に向けて、第２ベースプレート１３２ｂの上端に設けられた一対の軸受１３２ｄによって回転可能に支持されている。また、ナット１３３ｃは、第１可動プレート１３３に固定されている。その為、送りねじ１３３ｂを回転させると、第１可動プレート１３３は、ナット１３３ｃと共に送りねじ１３３ｂの軸方向（Ｙ軸方向）に移動する。 The first movable plate 133 is driven in the horizontal direction by a feed screw mechanism including a feed screw 133b and a nut 133c. The feed screw 133b is rotatably supported by a pair of bearings 132d provided at the upper end of the second base plate 132b with its axis directed in the Y-axis direction. Further, the nut 133c is fixed to the first movable plate 133. Therefore, when the feed screw 133b is rotated, the first movable plate 133 moves in the axial direction (Y-axis direction) of the feed screw 133b together with the nut 133c.

送りねじ１３３ｂの一端には、ハンドルＨ１を取り付けることができるようになっており、第１可動プレート１３３をＹ軸方向に移動させる際は、ハンドルＨ１を送りねじ１３３ｂに取り付けて、手動でハンドルＨ１を操作することによって送りねじ１３３ｂを回転させる。 A handle H1 can be attached to one end of the feed screw 133b. When the first movable plate 133 is moved in the Y-axis direction, the handle H1 is attached to the feed screw 133b and the handle H1 is manually operated. Is operated to rotate the feed screw 133b.

第１可動プレート１３３の駆動部１２０と対向する面におけるＹ軸方向両端部には、Ｚ軸方向に延びる一対のレール１３３ｄが取り付けられている。第２可動プレート１３４は、一対のレール１３３ｄに挟まれて、レール１３３ｄに沿ってＺ軸方向にスライド可能に保持されている。レール１３３ｄ及び第２可動プレート１３４には、上述したレール１３２ｃ及び第１可動プレート１３３と同様の係合構造が形成され、第２可動プレート１３４が一対のレール１３３ｄで挟み込まれた状態から離脱しないように保持されている。 A pair of rails 133d extending in the Z-axis direction are attached to both ends of the first movable plate 133 facing the drive unit 120 in the Y-axis direction. The second movable plate 134 is sandwiched between a pair of rails 133d and is held so as to be slidable in the Z-axis direction along the rails 133d. The rail 133d and the second movable plate 134 have the same engagement structure as the rail 132c and the first movable plate 133 described above, so that the second movable plate 134 does not leave the state sandwiched between the pair of rails 133d. Is held in.

また、第１可動プレート１３３には、Ｚ軸方向に延びる、一対の溝１３３ｇが形成されている。溝１３３ｇも、溝１３２ｅと同様に、略Ｔ字状の縦断面を有しており、略Ｔ字状の縦断面を有する角ナット（不図示）が差し込まれている。また、第２可動プレート１３４の溝１３３ｇと対応する位置にも、複数の貫通孔１３４ａが設けられている。ねじり試験を行う際には、貫通孔１３４ａに通したボルトＢ２を角ナットに捻じ込み、ボルトＢ２と角ナットとの間で第２可動プレート１３４と第１可動プレート１３３とを締め付けることにより、第２可動プレート１３４が第１可動プレート１３３に対して強く固定され、第２可動プレート１３４がＺ軸方向に動かないようにロックされる。また、ボルトＢ２と角ナットによる締め付けを緩めることにより、ボルトを角ナットに係合させたまま第２可動プレート１３４をＺ軸方向に移動可能となっている。 The first movable plate 133 has a pair of grooves 133g extending in the Z-axis direction. Similarly to the groove 132e, the groove 133g has a substantially T-shaped vertical section, and a square nut (not shown) having a substantially T-shaped vertical section is inserted therein. A plurality of through holes 134a are also provided at positions corresponding to the grooves 133g of the second movable plate 134. When performing the torsion test, the bolt B2 passed through the through hole 134a is screwed into the square nut, and the second movable plate 134 and the first movable plate 133 are tightened between the bolt B2 and the square nut. The second movable plate 134 is firmly fixed to the first movable plate 133, and the second movable plate 134 is locked so as not to move in the Z-axis direction. Further, by loosening the bolt B2 and the square nut, the second movable plate 134 can be moved in the Z-axis direction while the bolt is engaged with the square nut.

第２可動プレート１３４は、送りねじ１３４ｂとナット１３４ｃから構成される送りねじ機構によってＺ軸方向に駆動される。送りねじ１３４ｂは、その軸をＺ軸方向に向けて、第１可動プレート１３３上に設けられた一対の軸受１３３ｅによって回転可能に支持されている。また、ナット１３４ｃは、第２可動プレート１３４に固定されている。その為、送りねじ１３４ｂを回転させると、第２可動プレート１３４は、送りねじ１３４ｂの軸方向（Ｚ軸方向）に移動する。 The second movable plate 134 is driven in the Z-axis direction by a feed screw mechanism including a feed screw 134b and a nut 134c. The feed screw 134b is rotatably supported by a pair of bearings 133e provided on the first movable plate 133 with its axis directed in the Z-axis direction. Further, the nut 134c is fixed to the second movable plate 134. Therefore, when the feed screw 134b is rotated, the second movable plate 134 moves in the axial direction (Z-axis direction) of the feed screw 134b.

送りねじ１３４ｂの一端には、ハンドルＨ２を取り付けることができるようになっており、第２可動プレート１３４をＺ軸方向に移動させる際は、ハンドルＨ２を送りねじ１３４ｂに取り付けて、ハンドルＨ２を操作することによって送りねじ１３４ｂを回転させる。 A handle H2 can be attached to one end of the feed screw 134b. When the second movable plate 134 is moved in the Z-axis direction, the handle H2 is attached to the feed screw 134b and the handle H2 is operated. As a result, the feed screw 134b is rotated.

このように、ハンドルＨ１の操作によって、反力部１３０の第１、第２ベースプレート１３２ａ、１３２ｂに対して第１可動プレート１３３をＹ軸方向に移動可能であり、また、ハンドルＨ２の操作によって、第１可動プレート１３３に対して第２可動プレート１３４をＺ軸方向に移動可能である。図２に示されるように、反力部１３０のチャック１３１は第２可動プレート１３４上に設けられている。従って、ハンドルＨ１及びＨ２の操作によって、チャック１３１の位置をＹ軸方向及びＺ軸方向に調整可能である。 As described above, by operating the handle H1, the first movable plate 133 can be moved in the Y-axis direction with respect to the first and second base plates 132a and 132b of the reaction force portion 130, and by operating the handle H2, The second movable plate 134 can be moved in the Z-axis direction with respect to the first movable plate 133. As shown in FIG. 2, the chuck 131 of the reaction force portion 130 is provided on the second movable plate 134. Therefore, the position of the chuck 131 can be adjusted in the Y-axis direction and the Z-axis direction by operating the handles H1 and H2.

次に、反力部移動機構について説明する。図２及び図３に示されるように、ベース１１０の上にはＸ軸方向に延びる一対のレール１１１が固定されている。また、図３に示されるように、各レール１１１には、２つのランナーブロック１３２ｒがレール１１１に沿ってスライド自在に係合している。これらのランナーブロック１３２ｒは、第１ベースプレート１３２ａの底面に取り付けられている。即ち、反力部１３０は、レール１１１に沿ってＸ軸方向に移動可能となっている。 Next, the reaction force part moving mechanism will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, a pair of rails 111 extending in the X-axis direction are fixed on the base 110. As shown in FIG. 3, two runner blocks 132 r are slidably engaged with each rail 111 along the rail 111. These runner blocks 132r are attached to the bottom surface of the first base plate 132a. That is, the reaction force portion 130 can move in the X-axis direction along the rail 111.

図３に示されように、ベース１１０の上面には、Ｘ軸方向に延びるラック１１２が固定されている。また、第１ベースプレート１３２ａの底面には、ラック１１２と係合するピニオンギア１３５ａが設けられている。ピニオンギア１３５ａは、第１ベースプレート１３２ａを貫通してＺ軸方向に延びる回転軸１３５ｂの下端に、同軸に固定されている。また、回転軸１３５ｂは、第１ベースプレート１３２ａに回転自在に支持されている。そのため、回転軸１３５ｂを回転させると、ピニオンギア１３５ａも回転して、ピニオンギア１３５ａは係合するラック１１２から反力を受ける。そして、反力部１３０は、ピニオンギア１３５ａが受けた反力により駆動され、また、ランナーブロック１３２ｒが係合するレール１１１に案内されて、Ｘ軸方向に移動する。 As shown in FIG. 3, a rack 112 extending in the X-axis direction is fixed to the upper surface of the base 110. A pinion gear 135a that engages with the rack 112 is provided on the bottom surface of the first base plate 132a. The pinion gear 135a is coaxially fixed to the lower end of the rotating shaft 135b that passes through the first base plate 132a and extends in the Z-axis direction. The rotating shaft 135b is rotatably supported by the first base plate 132a. Therefore, when the rotation shaft 135b is rotated, the pinion gear 135a is also rotated, and the pinion gear 135a receives a reaction force from the rack 112 to be engaged. The reaction force portion 130 is driven by the reaction force received by the pinion gear 135a, and is guided by the rail 111 with which the runner block 132r is engaged, and moves in the X-axis direction.

回転軸１３５ｂの上端には、ウォームホイール１３５ｃが同軸に固定されている。ウォームホイール１３５ｃは、Ｙ軸方向に延びる回転軸１３５ｄに形成されたウォームと係合している。また、回転軸１３５ｄには、ハンドルＨ３を取り付けることができるようになっている。そのため、回転軸１３５ｄに取り付けたハンドルＨ３を回転させると、回転軸１３５ｄがＹ軸と平行な軸周りに回転する。そして、ウォームホイール１３５ｃは、係合する回転軸１３５ｄのウォームの回転によって駆動され、ウォームホイール１３５ｃと回転軸１３５ｂ及びピニオンギア１３５ａとが一体にＺ軸と平行な軸周りに回転し、ピニオンギア１３５ａが係合するラック１１２からＸ軸方向の反力を受け、反力部１３０がレール１１１に沿って移動する。従って、ハンドルＨ３の操作によって反力部１３０のＸ軸方向の位置を調整可能である。 A worm wheel 135c is coaxially fixed to the upper end of the rotating shaft 135b. The worm wheel 135c is engaged with a worm formed on a rotating shaft 135d extending in the Y-axis direction. A handle H3 can be attached to the rotating shaft 135d. Therefore, when the handle H3 attached to the rotating shaft 135d is rotated, the rotating shaft 135d rotates around an axis parallel to the Y axis. The worm wheel 135c is driven by the rotation of the worm of the rotating shaft 135d to be engaged, and the worm wheel 135c, the rotating shaft 135b, and the pinion gear 135a integrally rotate around an axis parallel to the Z axis, and the pinion gear 135a The reaction force 130 is moved along the rail 111 by receiving a reaction force in the X-axis direction from the rack 112 engaged with the. Therefore, the position of the reaction force portion 130 in the X-axis direction can be adjusted by operating the handle H3.

なお、ハンドルＨ１、Ｈ２及びＨ３は着脱可能であり、ねじり試験を行うときは試験の邪魔にならないよう取り外される。 The handles H1, H2, and H3 are detachable, and are removed so as not to interfere with the test when the torsion test is performed.

また、反力部１３０の位置調整時にのみ反力部１３０をベース１１０に対してＸ軸方向にスムーズに移動可能にし、試験時には反力部１３０をベース１１０に確実に固定するために、反力部１３０は浮上機構１３６を備えている。浮上機構１３６は、第１ベースプレート１３２ａとランナーブロック１３２ｒとの間に設けられており、反力部１３０をＸ軸方向へ移動する時には、反力部１３０の底面（第１ベースプレート１３２ａの底面）をベース１１０から浮上させ、反力部１３０の全ての荷重をランナーブロック１３２ｒとレール１１１のみで支持させる（すなわち、ランナーブロック１３２ｒ及びレール１１１からなるリニアスライド機構を有効にする）。また、ねじり試験を行う時には、浮上機構１３６は、ランナーブロック１３２ｒとレール１１１に反力部１３０の荷重を一切加えず、第１ベースプレート１３２ａを直接ベース１１０上に載せる（すなわち、上記リニアスライド機構を無効にする）。 Further, the reaction force portion 130 can be smoothly moved in the X-axis direction with respect to the base 110 only when the position of the reaction force portion 130 is adjusted, and the reaction force portion 130 is securely fixed to the base 110 during the test. The unit 130 includes a levitation mechanism 136. The levitation mechanism 136 is provided between the first base plate 132a and the runner block 132r. When the reaction force portion 130 is moved in the X-axis direction, the bottom surface of the reaction force portion 130 (the bottom surface of the first base plate 132a) is moved. It floats from the base 110 and supports all the load of the reaction force portion 130 only by the runner block 132r and the rail 111 (that is, the linear slide mechanism including the runner block 132r and the rail 111 is made effective). Further, when performing the torsion test, the levitation mechanism 136 does not apply any load of the reaction force portion 130 to the runner block 132r and the rail 111, and places the first base plate 132a directly on the base 110 (that is, the linear slide mechanism is installed). To disable).

図４は、反力部１３０の浮上機構１３６周辺の断面図である。図４に示されるように、浮上機構１３６は、軸部１３６ａと、軸受部１３６ｂと、押圧ピン１３６ｃとを備える。軸部１３６ａは、ランナーブロック１３２ｒの上面に固定された底板部１３６ａ１と、底板部１３６ａ１の上面中央からＺ軸方向に延びる円柱部１３６ａ２を有する部材である。軸受部１３６ｂは、反力部１３０の第１ベースプレート１３２ａに固定された部材であり、軸部１３６ａの円柱部分をＺ軸方向にスライド自在に収容する円柱形の中空部を有している。なお、軸受部１３６ｂは、転動体であるボール１３６ｅを介して軸部１３６ａの外周面を支持しており、極めて低い摩擦抵抗で軸部１３６ａに対してＺ軸方向に移動可能となっている。 FIG. 4 is a cross-sectional view around the floating mechanism 136 of the reaction force portion 130. As shown in FIG. 4, the levitation mechanism 136 includes a shaft portion 136a, a bearing portion 136b, and a pressing pin 136c. The shaft portion 136a is a member having a bottom plate portion 136a1 fixed to the upper surface of the runner block 132r and a columnar portion 136a2 extending in the Z-axis direction from the center of the upper surface of the bottom plate portion 136a1. The bearing portion 136b is a member fixed to the first base plate 132a of the reaction force portion 130, and has a cylindrical hollow portion that slidably accommodates the cylindrical portion of the shaft portion 136a in the Z-axis direction. The bearing portion 136b supports the outer peripheral surface of the shaft portion 136a via a ball 136e that is a rolling element, and can move in the Z-axis direction with respect to the shaft portion 136a with extremely low frictional resistance.

図４に示されるように、軸受部１３６ｂの上面には、Ｚ軸方向に延びる、押圧ピン１３６ｃと同径の貫通穴１３６ｂ１が開けられている。また、貫通穴１３６ｂ１には、めねじが形成されている。押圧ピン１３６ｃは、側面に貫通穴１３６ｂ１と係合するおねじが形成されている。また、押圧ピン１３６ｃの下端には、押圧ピン１３６ｃの本体により回転自在に支持された金属製のボール１３６ｄが配置されており、ボール１３６ｄの一部が押圧ピン１３６ｃの本体の下端から突出している。押圧ピン１３６ｃは、ボール１３６ｄが軸部１３６ａの上面と対向するように、貫通穴１３６ｂ１に捻じ込まれている。 As shown in FIG. 4, a through hole 136b1 having the same diameter as the pressing pin 136c extending in the Z-axis direction is opened on the upper surface of the bearing portion 136b. In addition, a female screw is formed in the through hole 136b1. The pressing pin 136c has a male screw that engages with the through hole 136b1 on the side surface. A metal ball 136d rotatably supported by the main body of the press pin 136c is disposed at the lower end of the press pin 136c, and a part of the ball 136d protrudes from the lower end of the main body of the press pin 136c. . The pressing pin 136c is screwed into the through hole 136b1 so that the ball 136d faces the upper surface of the shaft portion 136a.

反力部１３０を移動させる際は、第１ベースプレート１３２ａをベース１１０に固定するボルトＢを緩めた後、押圧ピン１３６ｃを下方へ移動する方向に回転させ、ボール１３６ｄを軸部１３６ａの上面に当接させる。更に押圧ピン１３６ｃを回転させると、軸部１３６ａ及びランナーブロック１３２ｒが第１ベースプレート１３２ａに対して下方に移動し、反力部１３０の底面がベース１１０から浮上して、反力部１３０がランナーブロック１３２ｒ及びレール１１１のみによって支持される状態となる。その為、スムーズに反力部１３０をＸ軸方向に移動させることが可能となる。 When moving the reaction force portion 130, after loosening the bolt B that fixes the first base plate 132a to the base 110, the pressing pin 136c is rotated in the downward movement direction so that the ball 136d is brought into contact with the upper surface of the shaft portion 136a. Make contact. When the pressing pin 136c is further rotated, the shaft portion 136a and the runner block 132r move downward with respect to the first base plate 132a, the bottom surface of the reaction force portion 130 floats from the base 110, and the reaction force portion 130 becomes the runner block. It will be in the state supported only by 132r and the rail 111. FIG. Therefore, the reaction force portion 130 can be smoothly moved in the X-axis direction.

一方、ねじり試験を行う際は、押圧ピン１３６ｃを上方へ移動する方向に回転させて、第１ベースプレート１３２ａを降下させる。ボール１３６ｄが軸部１３６ａの上面から離れると、ランナーブロック１３２ｒ及びレール１１１には反力部１３０の荷重が加わらなくなり、第１ベースプレート１３２ａが直接ベース１１０上に載せられた状態となる。次いで、ボルトＢによって第１ベースプレート１３２ａをベース１１０に固定する。図４に示されるように、ボール１３６ｄが軸部１３６ａの上面から離れ、第１ベースプレート１３２ａがベース１１０上に直接載置された状態では、第１ベースプレート１３２ａ及び軸受部１３６ｂの下端も軸部１３６ａと非接触となる。そのため、この状態では、反力部１３０の荷重は、全くランナーブロック１３２ｒやレール１１１には伝達されず、反力部１３０に大荷重が加わる捻り試験中にランナーブロック１３２ｒに過度の荷重が加わり破損することはない。 On the other hand, when performing the torsion test, the first base plate 132a is lowered by rotating the pressing pin 136c in a direction to move upward. When the ball 136d is separated from the upper surface of the shaft portion 136a, the load of the reaction force portion 130 is not applied to the runner block 132r and the rail 111, and the first base plate 132a is directly placed on the base 110. Next, the first base plate 132 a is fixed to the base 110 with the bolts B. As shown in FIG. 4, in a state where the ball 136d is separated from the upper surface of the shaft portion 136a and the first base plate 132a is directly placed on the base 110, the lower ends of the first base plate 132a and the bearing portion 136b are also the shaft portion 136a. And no contact. Therefore, in this state, the load of the reaction force portion 130 is not transmitted to the runner block 132r or the rail 111 at all, and an excessive load is applied to the runner block 132r during the torsion test in which a large load is applied to the reaction force portion 130, resulting in damage. Never do.

また、押圧ピン１３６ｃの下端に低摩擦で回転可能なボール１３６ｄを設けたことにより、押圧ピン１３６ｃを軸部１３６ａに向かって捻じ込む際、或いは押圧ピン１３６ｃを軸部１３６ａから離す際に、押圧ピン１３６ｃの下端と軸部１３６ａの上面との間に働く摩擦力の大きさが格段に低く抑えられ、押圧ピン１３６ｃを低トルクで回転させることが可能になると共に、軸部１３６ａの上面及び押圧ピン１３６ｃの下面の摩耗が抑えられる。 Further, by providing a low friction rotatable ball 136d at the lower end of the pressing pin 136c, when the pressing pin 136c is screwed toward the shaft portion 136a or when the pressing pin 136c is separated from the shaft portion 136a, the pressing pin 136c is pressed. The magnitude of the frictional force acting between the lower end of the pin 136c and the upper surface of the shaft portion 136a is remarkably reduced, and the pressing pin 136c can be rotated with low torque. Wear on the lower surface of the pin 136c is suppressed.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。従来のねじり試験機においては、ねじり荷重を検出するトルクセンサが反力盤に固定されており、信号ケーブルが接続されたトルクセンサ自体が回転しないようになっている。すなわち、従来のねじり試験機は、反力盤側のチャックに固定された供試体の出力軸に加わるトルクをねじり荷重として検出するようになっている。しかしながら、自動車のトランスミッションユニット等の動力伝達部品を試験する場合は、供試体の入力軸に加わる荷重（すなわちエンジン出力に相当する荷重）を管理することが求められている。特に、トランスミッションユニット等の入出力軸間で速度比を有する部品の性能をより正確に評価するためには、トルクセンサを駆動部側に配置して、供試体の入力軸に加わるトルクを検出する必要がある。しかし、トルクセンサを駆動部側に配置する場合は、トルクセンサを供試体の入力軸と共に回転させることになる。そのため、ねじり試験時にトルクセンサの信号ケーブルが大きく振られてねじり試験機自身と干渉しないようにする必要がある。以下に説明する本発明の第２実施形態のねじり試験機２００は、トルクセンサの信号ケーブルとねじり試験機との干渉を防止する機構を設けたものである。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In a conventional torsion tester, a torque sensor for detecting a torsion load is fixed to a reaction force board, and the torque sensor itself connected to a signal cable is prevented from rotating. That is, the conventional torsion tester detects the torque applied to the output shaft of the specimen fixed to the chuck on the reaction force side as a torsion load. However, when testing a power transmission component such as a transmission unit of an automobile, it is required to manage a load applied to the input shaft of the specimen (that is, a load corresponding to an engine output). In particular, in order to more accurately evaluate the performance of parts having a speed ratio between input and output shafts such as a transmission unit, a torque sensor is disposed on the drive unit side to detect torque applied to the input shaft of the specimen. There is a need. However, when the torque sensor is disposed on the drive unit side, the torque sensor is rotated together with the input shaft of the specimen. Therefore, it is necessary to prevent the signal cable of the torque sensor from being greatly shaken during the torsion test to interfere with the torsion tester itself. The torsion tester 200 according to the second embodiment of the present invention described below is provided with a mechanism for preventing interference between the signal cable of the torque sensor and the torsion tester.

図５は、本発明の第２実施形態のねじり試験機２００の駆動部２２０近傍の側面図である。尚、反力部の構造は第１実施形態と同一である為、詳しい説明は省略する。 FIG. 5 is a side view of the vicinity of the drive unit 220 of the torsion tester 200 according to the second embodiment of the present invention. Since the structure of the reaction force portion is the same as that of the first embodiment, a detailed description is omitted.

図５に示されるように、本実施形態の駆動部２２０は、第１実施形態の駆動部１２０と同様、サーボモータ２２２とチャック２２１との間に、減速機２２４とトルクセンサ２２３が配置された構成となっている。また、トルクセンサ２２３は、略円筒形のスペーサ２２３ａを介して減速機２２４の出力軸に固定されている。本実施形態においては、前述のように駆動部２２０側にトルクセンサ２２３が設けられており、減速機２２４からチャック２２１に至るＸ軸方向の寸法が大きいものとなっている。そのため、本実施形態においては、トルクセンサ２２３とチャック２２１とを連結するスピンドル２２８が、軸受２２９を介して回転可能に支持されている。すなわち、本実施形態においては、図５に示されるように、互いに連結されて一体となっているサーボモータ２２２、減速機２２４、スペーサ２２３ａ、トルクセンサ２２３、スピンドル２２８及びチャック２２１が、スピンドル２２８及び減速機２２４の２箇所において回転自在かつ高い剛性で支持されている。 As shown in FIG. 5, in the drive unit 220 of the present embodiment, a speed reducer 224 and a torque sensor 223 are arranged between the servo motor 222 and the chuck 221, similarly to the drive unit 120 of the first embodiment. It has a configuration. The torque sensor 223 is fixed to the output shaft of the speed reducer 224 via a substantially cylindrical spacer 223a. In the present embodiment, the torque sensor 223 is provided on the drive unit 220 side as described above, and the dimension in the X-axis direction from the speed reducer 224 to the chuck 221 is large. Therefore, in this embodiment, the spindle 228 that connects the torque sensor 223 and the chuck 221 is rotatably supported via the bearing 229. That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the servo motor 222, the speed reducer 224, the spacer 223 a, the torque sensor 223, the spindle 228, and the chuck 221 that are coupled together are integrated with the spindle 228 and The two speed reducers 224 are supported with high rigidity and free rotation.

また、本実施形態においては上記のように駆動部２２０が大型化している為、スピンドル２２８は極力軽量のものを使用して駆動部２２０の回転部分（トルクセンサ２２３、スピンドル２２８及びチャック２２１）の慣性が低減されている。また、軸受２２９内の摩擦抵抗を極力小さくするため、摩擦抵抗の小さい軸受２２９を採用すると共に、摩擦抵抗が増加しない範囲のプリロードトルクで軸受２２９が取り付けられている。この構成により、トルクセンサ２２３を駆動部２２０に配置しても、ねじり荷重を高い精度で測定することが可能になる。 Further, in the present embodiment, since the drive unit 220 is enlarged as described above, the spindle 228 is as light as possible, and the rotation part of the drive unit 220 (the torque sensor 223, the spindle 228, and the chuck 221) is used. Inertia is reduced. Further, in order to minimize the frictional resistance in the bearing 229, a bearing 229 having a low frictional resistance is employed, and the bearing 229 is attached with a preload torque within a range in which the frictional resistance does not increase. With this configuration, the torsional load can be measured with high accuracy even when the torque sensor 223 is disposed in the drive unit 220.

次にトルクセンサ２２３の信号ケーブルの干渉防止機構（ケーブルガイド部）について説明する。図５のＡ−Ａ断面図を図６に示す。図６に示されるように、本実施形態においては、トルクセンサ２２３の信号ケーブルは、ケーブルベア（登録商標）２２５内に収容されている。 Next, a signal cable interference prevention mechanism (cable guide portion) of the torque sensor 223 will be described. FIG. 6 is a sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the signal cable of the torque sensor 223 is accommodated in a cable bear (registered trademark) 225.

ケーブルベア２２５は、複数の枠体をリンク構造によって一列に連結して形成されたケーブル保護管であり、内部に信号ケーブルが通されている。また、ケーブルベア２２５の枠体同士は、互いに特定の１軸（本実施形態においてはＸ軸）の周りのみに回動可能となるよう連結されており、ケーブルベア２２５全体としては、特定のＹＺ平面（すなわち、ねじり試験の軸に直交する１平面）内でのみ可撓性を有する。また、ケーブルベア２２５は、最小許容曲げ径よりも小さい径では曲がらないようになっている。 The cable bear 225 is a cable protection tube formed by connecting a plurality of frame bodies in a line by a link structure, and a signal cable is passed through the inside. Further, the frame bodies of the cable bearer 225 are connected to each other so as to be rotatable around only one specific axis (in this embodiment, the X axis), and the cable bearer 225 as a whole has a specific YZ. It is flexible only in the plane (ie, one plane orthogonal to the torsion test axis). The cable bear 225 is not bent at a diameter smaller than the minimum allowable bending diameter.

ケーブルベア２２５の一端２２５ａは、スペーサ２２３ａの外周面に固定されている。また、ケーブルベア２２５の他端２２５ｂは、スペーサ２２３ａの真下の位置において、ねじり試験機２００のベース２１０上に固定されている。 One end 225a of the cable bear 225 is fixed to the outer peripheral surface of the spacer 223a. The other end 225b of the cable bear 225 is fixed on the base 210 of the torsion tester 200 at a position directly below the spacer 223a.

また、ベース２１０上には、第１及び第２のケーブルベアガイド２２６、２２７が固定されている。第１及び第２のケーブルベアガイド２２６、２２７は、共に、スペーサ２２３ａと略同心の円筒面であるガイド面２２６ａ、２２７ａを有する。第１のケーブルベアガイド２２６のガイド面２２６ａは、図６におけるスペーサ２２３ａの下端付近から右端付近にかけて、スペーサ２２３ａと対向するように配置されている。図６に示されるように、スペーサ２２３ａの外周面とガイド面２２６ａとの間隔は、ケーブルベア２２５の厚さ（スペーサ２２３ａの半径方向の寸法）よりも僅かに大きな寸法に設定されており、ケーブルベア２２５がスペーサ２２３ａの外周面とガイド面２２６ａとで挟み込まれずに、またケーブルベア２２５がスペーサ２２３ａの外周面とガイド面２２６ａと間で振動することなく、スペーサ２２３ａの回転に伴ってケーブルベア２２５がスペーサ２２３ａの外周面とガイド面２２６ａとの隙間をスムーズに移動できるようになっている。また、図６に示されるように、第１のケーブルベアガイド２２６は、ガイド面２２６ａの下端からケーブルベア２２５の他端２２５ｂ付近まで、ケーブルベア２２５の最小許容曲げ径（外径）にて反時計方向へ延びるガイド面２２６ｂが形成されている。一方、第２のケーブルベアガイド２２７のガイド面２２７ａは、図６におけるスペーサ２２３ａの下端付近から左端付近にかけて、スペーサ２２３ａと対向するように配置されている。スペーサ２２３ａの外周面とガイド面２２７ａとの間隔は、ケーブルベア２２５の最小許容曲げ径（外径）よりも僅かに大きな寸法に設定されており、従ってガイド面２２７ａは第１のケーブルベアガイド２２６のガイド面２２６ａよりも曲率半径が大きく形成されている。 Further, first and second cable bear guides 226 and 227 are fixed on the base 210. Both the first and second cable bear guides 226 and 227 have guide surfaces 226a and 227a which are cylindrical surfaces substantially concentric with the spacer 223a. The guide surface 226a of the first cable bear guide 226 is disposed so as to face the spacer 223a from the vicinity of the lower end of the spacer 223a to the vicinity of the right end in FIG. As shown in FIG. 6, the distance between the outer peripheral surface of the spacer 223a and the guide surface 226a is set to be slightly larger than the thickness of the cable bear 225 (the dimension in the radial direction of the spacer 223a). The cable bear 225 is not sandwiched between the outer peripheral surface of the spacer 223a and the guide surface 226a, and the cable bear 225 does not vibrate between the outer peripheral surface of the spacer 223a and the guide surface 226a. However, the gap between the outer peripheral surface of the spacer 223a and the guide surface 226a can be moved smoothly. Further, as shown in FIG. 6, the first cable bear guide 226 has a minimum allowable bending diameter (outer diameter) of the cable bear 225 from the lower end of the guide surface 226a to the vicinity of the other end 225b of the cable bear 225. A guide surface 226b extending in the clockwise direction is formed. On the other hand, the guide surface 227a of the second cable bear guide 227 is disposed so as to face the spacer 223a from the vicinity of the lower end to the vicinity of the left end of the spacer 223a in FIG. The distance between the outer peripheral surface of the spacer 223a and the guide surface 227a is set to be slightly larger than the minimum allowable bending diameter (outer diameter) of the cable bear 225. Therefore, the guide surface 227a is the first cable bear guide 226. The radius of curvature is larger than that of the guide surface 226a.

図６に二点鎖線で示されるように、スペーサ２２３ａが最も反時計回りに振れた状態では、ケーブルベア２２５の一端２２５ａは、スペーサ２２３ａの左下側に位置する。このとき、ケーブルベア２２５は、一端２２５ａから時計回りにスペーサ２２３ａの外周面に沿って延びた後、第１のケーブルベアガイド２２６のガイド面２２６ａに沿って時計回りに延び、次いでガイド面２２６ｂにガイドされて反時計回りに延びて他端２２５ｂに至る。 As shown by a two-dot chain line in FIG. 6, in a state where the spacer 223a swings most counterclockwise, one end 225a of the cable bear 225 is located on the lower left side of the spacer 223a. At this time, the cable bear 225 extends from the one end 225a clockwise along the outer peripheral surface of the spacer 223a, then extends clockwise along the guide surface 226a of the first cable bear guide 226, and then extends to the guide surface 226b. It is guided and extends counterclockwise to the other end 225b.

この状態からスペーサ２２３ａが時計回りに回転すると、ケーブルベア２２５の他端２２５ｂ側は第１のケーブルベアガイド２２６のガイド面２２６ａから徐々に繰り出されて、ガイド面２２６ｂから離れ、第２のケーブルベアガイド２２７のガイド面２２７ａ上に移動する。そして、スペーサ２２３ａが最も時計回りに振れた状態では、ケーブルベア２２５は、図中破線で示されるように、その一端２２５ａがスペーサ２２３ａの右下側に位置する。このとき、ケーブルベア２２５は、一端２２５ａから時計回りにスペーサ２２３ａの外周面に沿って延びた後、スペーサ２２３ａから離れて、ケーブルベア２２５の最小許容曲げ径（外径）にて反時計方向へ空中を延び、残りが第２のケーブルベアガイド２２７のガイド面２２７ａにガイドされて反時計回りに延びて他端２２５ｂに至る。 When the spacer 223a rotates clockwise from this state, the other end 225b side of the cable bear 225 is gradually drawn out from the guide surface 226a of the first cable bear guide 226, away from the guide surface 226b, and the second cable bear 225a. It moves on the guide surface 227a of the guide 227. In the state where the spacer 223a is swung most clockwise, one end 225a of the cable bear 225 is positioned on the lower right side of the spacer 223a, as indicated by a broken line in the figure. At this time, the cable bear 225 extends from the one end 225a in the clockwise direction along the outer peripheral surface of the spacer 223a, and then moves away from the spacer 223a in the counterclockwise direction at the minimum allowable bending diameter (outer diameter) of the cable bear 225. It extends in the air, and the remainder is guided by the guide surface 227a of the second cable bear guide 227 and extends counterclockwise to the other end 225b.

本実施形態においては、このようにケーブルベア２２５によってトルクセンサ２２３の信号ケーブルが特定のＹＺ平面から飛び出さないように規制されていると共に、第１、第２のケーブルベアガイド２２６、２２７によって、ケーブルベア２２５がガイドされる為、トルクセンサ２２３の信号ケーブルはねじり試験機２００の他の部分と干渉しない。また、スペーサ２２３ａの外周面と第２のケーブルベアガイド２２７のガイド面２２７ａとの間隔をケーブルベア２２５の最小許容曲げ径（外径）と略同じ大きさに設定し、スペーサ２２３ａの外周面と第２のケーブルベアガイド２２７のガイド面２２７ａとの間でケーブルベア２２５を１８０度折り返して配置し、更にケーブルベア２２５を最小許容曲げ径よりも小径で曲がらないように構成したことにより、ケーブルベア２２５は移動の自由度が奪われ、ケーブルベア２２５が振動してスペーサ２２３ａやガイド面２２７ａに衝突することが防止される。また、スペーサ２２３ａを回転させても、ケーブルベア２２５が最小許容曲げ径以下に曲げられて破損することもない。 In the present embodiment, the signal cable of the torque sensor 223 is regulated so as not to jump out of the specific YZ plane by the cable bear 225 as described above, and the first and second cable bear guides 226 and 227 Since the cable bear 225 is guided, the signal cable of the torque sensor 223 does not interfere with the other parts of the torsion tester 200. Further, the distance between the outer peripheral surface of the spacer 223a and the guide surface 227a of the second cable bear guide 227 is set to be approximately the same as the minimum allowable bending diameter (outer diameter) of the cable bear 225, and the outer peripheral surface of the spacer 223a By arranging the cable bear 225 so as to be folded 180 degrees between the second cable bear guide 227 and the guide surface 227a, and further configuring the cable bear 225 so as not to bend with a smaller diameter than the minimum allowable bending diameter, The degree of freedom of movement of 225 is deprived, and the cable bear 225 is prevented from vibrating and colliding with the spacer 223a and the guide surface 227a. Further, even if the spacer 223a is rotated, the cable bear 225 is not bent and damaged below the minimum allowable bending diameter.

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施の形態は、上記に説明したものに限定されず、特許請求の範囲の記載により表現された技術的思想の範囲内で任意に変更することができる。 The above is the description of the exemplary embodiments of the present invention. Embodiments of the present invention are not limited to those described above, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea expressed by the description of the scope of claims.

上記の第２実施形態は、信号ケーブルの干渉防止機構（ケーブルガイド部）をねじり試験機に設けた例であるが、ケーブルガイド部は、ねじり試験機に限らず、固定部と反転駆動する回転部（言い換えれば揺動部）との間でのケーブル接続が必要な機械装置全般（例えば、回転子が反転駆動する電気モータや、揺動動作する自動ステージ）に適用することができる。 The second embodiment is an example in which the signal cable interference prevention mechanism (cable guide portion) is provided in the torsion tester. However, the cable guide is not limited to the torsion tester and is rotated in a reverse manner with the fixed portion. The present invention can be applied to all mechanical devices (for example, an electric motor in which the rotor is driven in reverse and an automatic stage in which the rotor is oscillated) that requires a cable connection with the unit (in other words, the oscillating unit).

１００、２００…ねじり試験機
１１０、２１０…ベース
１２０、２２０…駆動部
１２１、１３１、２２１…チャック
１２２、２２２…サーボモータ
１２３、２２３…トルクセンサ
１２４、２２４…減速機
１３０…反力部
１３２ａ…第１ベースプレート
１３２ｂ…第２ベースプレート
１３３…第１可動プレート
１３４…第２可動プレート
１３６…浮上機構
１３６ａ…軸部
１３６ｂ…軸受部
１３６ｃ…押圧ピン
１３６ｄ…ボール
２２５…ケーブルベア
２２６…第１のケーブルベアガイド
２２７…第２のケーブルベアガイド
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３…ハンドル DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 200 ... Torsion tester 110, 210 ... Base 120, 220 ... Drive part 121, 131, 221 ... Chuck 122, 222 ... Servo motor 123, 223 ... Torque sensor 124, 224 ... Reducer 130 ... Reaction force part 132a ... 1st base plate 132b ... 2nd base plate 133 ... 1st movable plate 134 ... 2nd movable plate 136 ... Lifting mechanism 136a ... Shaft part 136b ... Bearing part 136c ... Pressing pin 136d ... Ball 225 ... Cable bear 226 ... 1st cable bear Guide 227 ... Second cable bear guide H1, H2, H3 ... Handle

Claims

Frame,
A rotating part capable of rotating forward and backward about a predetermined central axis with respect to the frame;
A cable having one end fixed to the frame and the other end fixed to the rotating unit;
A cable guide for guiding the movement of the cable;
With
The cable guide portion is
A cylindrical outer peripheral surface disposed substantially coaxially with the central axis and fixed to the rotating portion;
A first guide surface that is a curved surface disposed substantially coaxially with the outer peripheral surface and fixed to the frame;
One end of the cable is fixed to the outer peripheral surface, the other end is fixed to the frame, and the cable is accommodated in the hollow portion.
The cable protection tube is configured to be bendable with a bending diameter equal to or larger than a minimum allowable bending diameter only around an axis parallel to the central axis,
The distance between the outer peripheral surface and the first guide surface is set to be approximately the same as the bending outer diameter of the cable protection tube when the cable protection tube is bent at the minimum allowable bending diameter,
A portion of the cable protection tube is folded between the outer peripheral surface and the first guide surface in a state where the cable protection tube is folded back at approximately the minimum allowable bending diameter.
Torsion testing machine.

The other end of the cable protection tube is fixed to the frame substantially directly below the central axis;
The first guide surface extends around the central axis in an angular range from approximately directly below the central axis (0 degrees) to +90 degrees.
The torsion tester according to claim 1.

The cable guide portion is
A second guide surface that is a curved surface disposed substantially coaxially with the outer peripheral surface and fixed to the frame;
The second guide surface extends around the central axis in an angular range from approximately directly below the central axis (0 degrees) to -90 degrees;
The distance between the outer peripheral surface and the second guide surface is set to be approximately the same as the outer dimension of the cable protective tube in the radial direction of the outer peripheral surface when the cable protective tube is wound around the outer peripheral surface. The
The torsion tester according to claim 2.

A third guide surface extending downward from the lower end of the second guide surface by approximately 180 degrees with substantially the same curvature as the bending inner diameter of the cable protection tube when the cable protection tube is bent at the minimum allowable bending diameter; The
The torsion tester according to claim 3.

The rotating part is
A chuck that is provided at one end of the rotating part and fixes one end of the specimen to the rotating part;
A torque sensor for detecting a torsional load applied to the specimen through the chuck;
With
The cable transmits a signal of the torque sensor;
The torsion tester according to any one of claims 1 to 4.

A first bearing and a second bearing that rotatably support the rotating part;
A motor that reversely drives the rotating part around the central axis;
With
The rotating part is
A first shaft portion rotatably supported by the first bearing with respect to the frame;
A second shaft portion rotatably supported by the second bearing with respect to the frame;
With
One end of the first shaft portion and the output shaft of the motor are connected,
The chuck is fixed to one end of the second shaft portion;
The other end portion of the first shaft portion and the other end portion of the second shaft portion are connected via the torque sensor,
The torsion tester according to claim 5.

A speed reducer that decelerates and transmits the rotation of the output shaft of the motor to the rotating part
The first shaft portion is an output shaft of the speed reducer;
The first bearing is provided in the speed reducer;
The torsion tester according to claim 6.

A reaction force part for fixing the other end of the specimen to the frame;
The torsion tester according to any one of claims 5 to 7.